Немонотонная температурная зависимость cпонтанной намагниченности антиферромагнитного кристалла LiCoPO₄

Abstract

Измерена температурная зависимость величины слабого ферромагнитного момента кристалла многоподрешеточного антиферромагнитного магнитоэлектрика LiCoPO₄. Зависимость оказалось немонотонной - при понижении температуры ниже температуры Нееля TN ферромагнитный момент сначала растет, а затем заметно уменьшается. Наибольшего значения, близкого к 0,12 Гс, он достигает при температуре около 10,5 К ~ TN/2. Обсуждаются возможные механизмы появления слабого ферромагнетизма в LiCoPO₄ и причины немонотонного температурного изменения спонтанного магнитного момента. Среди возможных механизмов отдается предпочтение механизму, в котором слабый ферромагнетизм обусловлен неоднородной антиферромагнитной структурой, которая предполагается в этом кристалле.

Поміряно температурну залежність величини слабкого феромагнітного моменту кристала багатопідграткового антиферомагнітного магнітоелектрика LiCoPO₄. Залежність виявилася немонотонною — при охолодженні нижче за температуру Нееля TN феромагнітний момент спочатку наростає, а потім помітно зменшується. Найбільшого значення, близького до 0,12 Гс, він досягає при температурі в околі 10,5 К ~ TN/2. Обговорюються можливі механізми виникнення слабкого феромагнетизму в LiCoPO₄ та причини немонотонної температурної зміни спонтанного магнітного моменту. Серед можливих механізмів віддається перевага механізму, в якому слабкий феромагнетизм спричиняється неоднорідною антиферомагнітною структурою, яка очікується в цьому кристалі.

The temperature dependence of the magnitude of the weak ferromagnetic moment is measured in the many-sublattice antiferromagnetic magnetoelectric crystal LiCoPO₄. The dependence is found to be nonmonotonic—as the temperature is decreased below the Néel temperature TN, the ferromagnetic moment initially increases and then decreases markedly. It reaches its highest value, close to 0.12 G, at a temperature of around 10.5 K, which is roughly TN/2. The possible mechanisms for the appearance of weak ferromagnetism in LiCoPO₄ and the causes of the nonmonotonic temperature dependence of the spontaneous magnetic moment are discussed. Among the possible mechanisms, there is a preference for one in which the weak ferromagnetism is due to a nonuniform antiferromagnetic structure which is proposed for this crystal.